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地下水数值模拟模型简介 For Group of Groundwater Resources Contents What is Groundwater Model? Problems about GW Development Groundwater Model_Math Model Solving GW Flow Equation Numerical Methods Calibration of the Model Problems about GW Development Groundwater System Structure: Aquifer, Aquitard (distribution, Parameters) Input: Recharge, Discharge Output: Water table, Chemical Concentration,… Problems about GW Development Functions of GW An Important Water Supply for Human An Important Environmental Factor Water Shortage Ecologic problems Saline soil Sea Water Intrusion Land Subsidence Groundwater Contamination …… Problems about GW Development How Can Control GW System? Groundwater Model To Calibrate the System To Predict the Behave To Control or Manage the System Groundwater Model_Math Model Mass Balance Darcy’s Law Boundary Conditions First Type Second Type Mixed Type Groundwater Model_Math Model 3D Groundwater Flow Equation Groundwater Model_Math Model 2D, 2Layers Groundwater Flow Equation Groundwater Model_Math Model 变量： 自变量（输入变量、决策变量） 因变量（输出变量、状态变量） 参数 K、T、K’等 结构（几何参数） 定解条件 初始条件 边界条件：边界类型、边界值 Solving GW Flow Equation 求解：即建立地下水系统状态方程，用地下水系统的参数和输入来表示地下水系统的输出，也称为建立地下水模拟模型。 建模目的 识别 预报 探测 Solving GW Flow Equation 求解方法： 解析法：裘布依公式、泰斯公式（条件和局限性） 电网络方法(已被淘汰) 数值法 有限差分法(Finite Difference Method) 有限单元法(Finite Element Method) Numerical Methods 数值法是一种近似解法。 它以地下水运动的微分方程的定解问题为基础，将表示水位随时间和空间连续变化的函数离散化，求得函数在有限节点（或结点）上的近似值。 用解析法可以求出任意时间和任意点的水位值，而数值法只能求出空间上有限个节点在有限时刻的水位近似值； 只要近似值能满足精度要求，就可用于解决实际水文地质问题。 用于水文地质计算的数值法主要有有限差分法和有限单元法两种。他们都是将描述地下水运动的定解问题用不同的方式离散化，使复杂的定解问题化成简单的代数方程组，再求出有限点上不同时刻的数值解。 Numerical Methods Numerical Methods Numerical Methods Numerical Methods Numerical Methods Numerical Methods Numerical Methods Numerical Methods 优点： ①数值法可以解决复杂水文地质条件和地下水开发利用条件下的地下水资源评价问题，如非均质含水层、各类复杂边界含水层、多层含水层地下水开采问题等； ②用数值法可进行地下水补给资源量和可开采资源量的评价； ③通过对已知地下水动态（地下水位）的拟合，可以识别水文地质条件，如水文地质参数、边界条件、均衡项等，有助于进一步认识水文地质条件； ④可以预测各种开采方案条件下地下水位的变化。 Calibration of the Model 模型是否能准确地模拟真是地下水系统？ 通过识别对模型进行校正，即通过计算水